構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)芯片技術(shù) 英飛凌在物聯(lián)網(wǎng)賽道如何放大招？

 

近日，在深圳寶安國際會展中心舉辦的國際電子展上暨嵌入式系統(tǒng)展上，德國半導(dǎo)體大廠英飛凌帶來了聚焦“未來出行”、“能源效率”和“萬物互聯(lián)”三大展區(qū)產(chǎn)品的展示，在萬物互聯(lián)展區(qū)，英飛凌展示智慧生活、智慧樓宇、智能可穿戴設(shè)備解決方案與產(chǎn)品，給筆者留下深刻印象。英飛凌科技安全互聯(lián)系統(tǒng)事業(yè)部大中華區(qū)市場與業(yè)務(wù)合作總監(jiān)南錚接受電子發(fā)燒友記者的采訪，集中解讀了三大問題。缺芯現(xiàn)象是如何造成的？物聯(lián)網(wǎng)芯片領(lǐng)域，英飛凌發(fā)力哪些細分市場？主要推出的旗艦產(chǎn)品如何助力物聯(lián)網(wǎng)終端和系統(tǒng)發(fā)展？南錚帶來了最新的解讀和分析。

 

 

 

圖：英飛凌科技安全互聯(lián)系統(tǒng)事業(yè)部大中華區(qū)市場與業(yè)務(wù)合作總監(jiān)南錚

 

三大驅(qū)動力帶來芯片需求爆發(fā)

數(shù)據(jù)世界和物理世界如何相連？首先基礎(chǔ)是半導(dǎo)體芯片組成，包括傳感器、連接芯片、控制器芯片、微處理器芯片等。去年第四季度到今年以來，芯片市場十分火爆，全球多地缺芯現(xiàn)象持續(xù)加劇。

南錚對記者表示，主要是三大趨勢推高了芯片需求量：一、首先是能源物聯(lián)網(wǎng)需求，全球多個國家希望提高能源的傳輸效率和利用效率，將物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用與能源領(lǐng)域，通過對采集到的數(shù)據(jù)進行分析和價值挖掘，實現(xiàn)對整個能源系統(tǒng)的優(yōu)化管理以及對能源的高效率利用。

二、綠色出行趨勢，智能電動汽車高速增長，帶動車用半導(dǎo)體芯片需求暴增，從車用MCU，到功率器件和電源IC等；三、數(shù)字世界的安全，從虛擬網(wǎng)絡(luò)世界的身份認證、智能卡認證，包括數(shù)字人民幣都是這種趨勢。

三大物聯(lián)網(wǎng)芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)領(lǐng)先，英飛凌五個層次布局

在物聯(lián)網(wǎng)芯片的三大主要細分賽道，英飛凌的產(chǎn)品出貨量處于業(yè)界領(lǐng)先地位。Omdia數(shù)據(jù)顯示，2020年全球微控制器領(lǐng)域英飛凌市場份額達到14.6%，位列全球第三；ABI Research報告顯示，在WiFI獨立芯片領(lǐng)域，2019年市場規(guī)模英飛凌排在全球第五位；在安全芯片領(lǐng)域，2019年英飛凌位列全球市場份額第一。

 

 

 

南錚對記者表示，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實際上是由五大硬件元素構(gòu)成，分別是感知、安全、運算、執(zhí)行和互聯(lián)。在智能門鎖領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)芯片需求量很大。如果門鎖與家里的網(wǎng)關(guān)連接，必須支持Wi-Fi；如果支持藍牙解鎖，則必須支持藍牙；如果它支持面部識別，極有可能使用TOF或3D結(jié)構(gòu)光。據(jù)南征分析，“基于英飛凌低功耗、高集成度的PSoC6芯片，英飛凌提供高性能安全芯片實現(xiàn)加密，將WiFi  802.11和藍牙5.2集成到一個芯片中。英飛凌豐富的產(chǎn)品組合可以滿足客戶的靈活需求。”

圖：英飛凌智能門鎖解決方案展。

在互聯(lián)方面，英飛凌基于eSIM解決方案和Wi-Fi、藍牙、USB和USB-C產(chǎn)品提供安全的蜂窩連接。南鄭以eSIM解決方案為例，說明不同物聯(lián)網(wǎng)場景的應(yīng)用需求。“在中國很多城市，大家都很熟悉的單車共享，其電子鎖都采用了eSIM技術(shù)，規(guī)模已經(jīng)達到“千萬”。單車共享管理員可以遠程跟蹤資產(chǎn)，還可以鎖定和重寫數(shù)據(jù)，非常方便。此外，在外國汽車領(lǐng)域，汽車可能在一個國家生產(chǎn)，然后出售給另一個國家。安裝在汽車上的eSIM卡可以支持運營商人的切換，甚至是標準的切換。不同國家的4G和3G標準可能不一樣，它支持標準的切換。ESIM還分為消費級、工業(yè)級和車輛法規(guī)級。它的設(shè)計完全不同，它的標簽也不同。

作為功率分立器件和模塊領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，英飛凌還在智能汽車領(lǐng)域展示了高效的功率半導(dǎo)體解決方案。該機型搭載的主逆變系統(tǒng)采用英飛凌HybridPACK  Drive  FS950作為核心功率半導(dǎo)體器件，最大輸出功率可達200kW。其一流的控制算法和出色的車規(guī)模塊性能，可以為汽車提供澎湃的動力輸出?？刂破鞑捎帽馄交O(shè)計理念，結(jié)合英飛凌電源模塊出色的電流密度，使得整車布局更加靈活，可以進一步節(jié)省空間。

圖：英飛凌HybirdDrive  750/950A產(chǎn)品。

南征強調(diào)，英飛凌非常重視中國，中國是全球物聯(lián)網(wǎng)市場的排頭兵。“我們在深圳設(shè)立了能力中心，這意味著中國市場的技術(shù)更先進，服務(wù)更快捷。例如，中國國際進口博覽會(CIIE)英飛凌去年宣布將擴大無錫工廠的產(chǎn)能，這是為了加大對中國市場的支持。”

對于物聯(lián)網(wǎng)未來的發(fā)展趨勢，尤其是5G網(wǎng)絡(luò)和AI技術(shù)的加持，視頻連接已經(jīng)成為可能。“隨著帶寬越來越寬，數(shù)據(jù)量越來越大，許多應(yīng)用成為可能。如今，物聯(lián)網(wǎng)正處于起步階段。我們可能只有超過10兆字節(jié)的連接，而其他人的100兆字節(jié)就足夠了。但是，如果你的技術(shù)能夠達到物聯(lián)網(wǎng)芯片支持1G的目標，那么整個應(yīng)用場景就不一樣了。物聯(lián)網(wǎng)芯片也將沿著低功耗、提高計算能力和集成的方向發(fā)展，以支持更多的物聯(lián)網(wǎng)場景。”南征最后指出，中國物聯(lián)網(wǎng)芯片市場充滿機遇，具備技術(shù)能力和解決方案的廠商肯定能在新一波物聯(lián)網(wǎng)賽道上爭取自己的優(yōu)勢地位。

針對感知，英飛凌XENSIV傳感器系列能有效應(yīng)對當前傳感器方面所面臨的挑戰(zhàn)，打造物聯(lián)網(wǎng)最可信的“起點”。在展臺現(xiàn)場，筆者看到了英飛凌開發(fā)了一種新型的基于光聲光譜(PAS)技術(shù)的二氧化碳傳感器：XENSIV PAS210。它采用獨特的PAS檢測原理，內(nèi)部集成的微控制器將MEMS麥克風(fēng)輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ppm讀數(shù)，這款二氧化碳傳感器測量范圍為0 ppm至10000 ppm，精度為±30 ppm或讀數(shù)的±3%。與市面上在售的二氧化碳傳感器相比，XENSIV PAS210可為終端用戶節(jié)省75%以上的空間。使用壽命長達十年。這款二氧化碳傳感器可以廣泛安裝在新風(fēng)系統(tǒng)、空氣凈化器上。在疫情期間，這款傳感器在智慧家居和智慧樓宇領(lǐng)域獲得客戶的好評和規(guī)模出貨。

 

 

 

圖：二氧化碳傳感器和評估板

 

針對運算，英飛凌微控制器負責(zé)收集、協(xié)調(diào)、處理、分析和傳輸數(shù)據(jù)，幫助物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實現(xiàn)智能化。南錚介紹說：“當傳感器將數(shù)據(jù)輸入進來了，下一階段要對它進行處理。我們提供32位ARM微控制器和多核高算力的32位TriCore控制器；新增PSoC低功耗、高性能的微處理器，PSoC 6系列里面有兩個ARM核，分別是M0和M4，超低功耗的M0核和相對比較強算力的M4核有機地合在一起，在待機的時候設(shè)備就啟動M0核，兩節(jié)干電池可能待機一年。但是在當有任務(wù)進來的時候設(shè)備就喚醒M4核，通過M4核達到可能最高到100赫茲的處理能力，來處理運算。這就是為物聯(lián)網(wǎng)場景特別設(shè)置的。”